重慶市永川區(qū)某地源熱泵系統(tǒng)熱響應(yīng)測試及分析

陳鵬

（廣東省建筑設(shè)計研究院　廣東　廣州　510010）

重慶市永川區(qū)某地源熱泵系統(tǒng)熱響應(yīng)測試及分析

陳鵬

（廣東省建筑設(shè)計研究院廣東廣州510010）

2014年6月23日～25日對重慶市永川區(qū)某地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地埋管熱響應(yīng)測試，通過對實驗數(shù)據(jù)的處理分析得到該地巖土初始溫度、巖土綜合熱物性參數(shù)（包括綜合導(dǎo)熱系數(shù)和綜合體積比熱容）以及單位延米試驗孔換熱量的參考值（雙U型埋管，放熱工況），從而對該地區(qū)地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計提供一定的參考。

地源熱泵系統(tǒng)；熱響應(yīng)測試；土壤初始溫度；土壤熱物性

1　試驗原理

雙U地埋管在恒定加熱熱流的工況下，通過鉑電阻測得進(jìn)、出口水溫并采用數(shù)據(jù)采集儀自動記錄，通過轉(zhuǎn)子流量計測得循環(huán)水量并人工讀取記錄，時間間隔均為10min，測試時長為35h。得到的測試數(shù)據(jù)采用三參數(shù)估計法確定土壤導(dǎo)熱系數(shù)、容積比熱和鉆孔熱阻。

三參數(shù)估計法的基本思想為：通過不斷調(diào)整待求參數(shù)，這里也就是土壤導(dǎo)熱系數(shù)、容積比熱和鉆孔熱阻。當(dāng)實驗記錄水溫與對應(yīng)時刻的理論計算水溫溫差平方和最小時的參數(shù)，即為最優(yōu)計算結(jié)果。這里將水溫平方差之和作為目標(biāo)函數(shù)f，表達(dá)式如下：

式中：Ti——實測i時刻的水溫，℃；

Ti′——理論計算i時刻的水溫，℃；

n——測試數(shù)據(jù)的組數(shù)。

鉆孔外熱阻的計算分別采用無限長線熱源模型和無限長柱熱源模型，無限長線熱源模型鉆孔熱阻計算式為：

式中：Rground，L——線熱源模型鉆孔壁至無窮遠(yuǎn)處的熱阻，（m·℃）/W；

q——熱流密度，W/m；

tb——鉆孔壁溫度，℃；……